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一种静电纺丝 牙釉质再矿化贴膜的制备方法

阅读：837发布：2020-05-14

专利汇可以提供一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法，属于生物医学材料应用技术领域。本发明采用明胶和氨基酸改性的纳米羟基磷灰石为原料，通过静电纺丝法制备出明胶/改性纳米羟基磷灰石复合多孔支架材料；该方法制备出的牙釉质贴膜，具有纳米级或亚微米级超细纤维结构，并且有良好的力学性能及生物相容性能，有利于脱矿牙釉质再矿化，可在齿科修复领域得到应用。，下面是一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）在40℃ 90℃，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为1 50:100的比例，将明胶溶~ ~
于冰乙酸中，搅拌使其充分溶解；
（2）将氨基酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得明胶溶液中，磁力搅拌6 12h，最后~
超声分散1 3h，然后进行负压脱泡处理得到纺丝液；
~
（3）取步骤（2）所得纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用交联剂进行交联，得到牙釉质再矿化贴膜。
2.根据权利要求1所述静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的改性纳米羟基磷灰石为：采用氨基酸进行复合改性得到的纳米羟基磷灰石，所述氨基酸为甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、丝氨酸中的一种。
3.根据权利要求1所述静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述氨基酸改性纳米羟基磷灰石的质量百分比为0.1% 50%，明胶的质量百分比为50%~ ~
99.9%。
4.根据权利要求1所述静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述负压脱泡的条件为：在400 760mm汞柱的负压下脱泡10 20h。
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5.根据权利要求1所述静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述静电纺丝条件为：所用针头为17 20号，纺丝液的推进速度为0.1 0.2mm/min，正电压为~ ~
16 20KV，负电压为-3.5KV，针头与接收装置的距离为10 30cm。
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6.根据权利要求1所述静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的交联剂为：1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的混合物、戊二醛、京尼平或者谷氨酰胺转胺酶。

说明书全文

一种静电纺丝 牙釉质再矿化贴膜的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法，属于生物医用材料领域。

背景技术

[0002] 牙釉质覆盖于牙冠最外面的一层，是体内矿化程度最高也是硬度最高的组织。牙釉质的再矿化是由高浓度的钙离子和磷酸根离子，通过团聚、自组装，从不稳定的前驱体生成羟基磷灰石的过程。

[0003] 口腔中的牙釉质矿物存在脱矿化和再矿化的动态化学平衡，用仿生矿化法促进再矿化的研究成为牙釉质修复的研究热点；目前，国内外促进牙釉质表面再矿化的主要方法有凝胶体系仿生矿化、氟处理技术、利用牙釉蛋白模拟牙釉质生物矿化过程来促使牙釉质再生。Bush等首次利用仿生矿化技术，在牙釉质表面涂布含磷酸根离子的明胶凝胶层作为矿化模板，此层表面再涂布一层不含磷酸根的明胶凝胶作为屏蔽层，在牙釉质表面形成的晶体平行致密排列，并且垂直于釉质表面，晶体结构与牙釉质相似。Yin等附利用含氟的钙磷溶液，在多价鳌合剂羟乙基乙二胺三乙酸的作用下，在牙釉质表面矿化得到由六方棒状组成的釉柱结构，并且其化学组成和机械性能同牙釉质类似，但该方法不能构造牙釉质釉柱间质结构。目前的大部分研究引入的添加剂（如氟离子）虽然修复效果较好，但安全性欠佳，而釉原蛋白和自组装技术成本较高，临床应用存在局限性。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的制备方法，通过静电纺丝法将明胶与氨基酸改性纳米羟基磷灰石复合，得到牙釉质再矿化贴膜，该贴膜能有效形成再矿化沉积，并可有效防止牙釉质进一步脱矿，具体包括以下步骤：（1）在40℃ 90℃，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为1 50:100的比例，将明胶溶~ ~
于冰乙酸中，搅拌使其充分溶解（磁力搅拌3h 5h）。
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[0005] （2）将氨基酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得明胶溶液中，磁力搅拌6 12h，~最后超声分散1 3h，然后进行负压脱泡处理得到纺丝液。
~

[0006] （3）取步骤（2）所得纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用交联剂进行交联，得到牙釉质再矿化贴膜。

[0007] 本发明步骤（2）所述的改性纳米羟基磷灰石为：采用氨基酸进行复合改性得到的纳米羟基磷灰石（改性方法为常规方法），所述氨基酸为甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、丝氨酸中的一种。

[0008] 本发明步骤（2）所述氨基酸改性纳米羟基磷灰石的质量百分比为0.1% 50%，明胶~的质量百分比为50% 99.9%。
~

[0009] 本发明步骤（2）所述负压脱泡的条件为：在400 760mm汞柱的负压下脱泡10 20h。~ ~

[0010] 本发明步骤（3）所述静电纺丝条件为：所用针头为17 20号，纺丝液的推进速度为~0.1 0.2mm/min，正电压为16 20KV，负电压为-3.5KV，针头与接收装置的距离为10 30cm；采~ ~ ~
用平板接收器，电源正极接针头处，负极接钢板。

[0011] 本发明步骤（4）所述的交联剂为：1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)的混合物、戊二醛、京尼平或者谷氨酰胺转胺酶（TG酶）。

[0012] 本发明的有益效果：（1）本发明所用原料明胶、氨基酸改性纳米羟基磷灰石均无细胞毒性，具有良好的生物相容性。

[0013] （2）本发明通过改变静电纺丝相关参数，能较好地控制纤维质量及纤维直径分布，且该静电纺丝的多孔结构有利于钙离子和磷酸根离子沉积。

[0014] （3）本发明具有较高的溶胀比，吸水后可黏附于牙齿上任何需要矿化的部位，使用简便，为牙釉质的仿生矿化修复提供新的技术方法。附图说明

[0015] 图1是牙釉质脱矿后的表面显微形貌图；图2是实施例3得到的再矿化贴膜修复后牙釉质表面的显微形貌图。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

[0017] 实施例1一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的成分及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）在40℃下，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为1:100的比例，将明胶溶于冰乙酸中，磁力搅拌3h。

[0018] （2）将甘氨酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得溶液中，磁力搅拌6h，最后采用超声机分散1h，其中，甘氨酸改性纳米羟基磷灰石质量百分比为0.1%，明胶的质量百分比为99.9%。

[0019] （3）采用真空干燥器对步骤（2）所得的纺丝液在400mm的汞柱的负压下脱泡10h。

[0020] （4）采用17号针头，设定正电压为16KV，负电压为-3.5KV，纺丝液的推注速度为0.1mm/min，针头与接收装置的距离为10cm，电源正极接针头处，负极接钢板；取步骤（3）所得的纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用EDC/NHS进行交联。

[0021] 本实施例得到的无纺布形式的牙釉质再矿化贴膜，其纤维直径分布在200 500nm，~拉伸强度为5.0MPa，细胞毒性为0级，即无细胞毒性。

[0022] 实施例2一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的成分及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）在65℃下，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为10:100的比例，将明胶溶于冰乙酸中，磁力搅拌3h。

[0023] （2）将甘氨酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得溶液中，磁力搅拌8h，最后采用超声机分散2h，其中，甘氨酸改性纳米羟基磷灰石质量百分比为20%，明胶的质量百分比为80%。

[0024] （3）采用真空干燥器对步骤（2）所得的纺丝液在560mm的汞柱的负压下脱泡15h。

[0025] （4）采用18号针头，设定正电压为18KV，负电压为-3.5KV，纺丝液的推注速度为0.15mm/min，针头与接收装置的距离为15cm，电源正极接针头处，负极接钢板。取步骤（3）所得的纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用戊二醛进行交联。

[0026] 本实施例得到的无纺布形式的牙釉质再矿化贴膜，其纤维直径分布在400 600nm，~拉伸强度为5.3MPa，细胞毒性为0级，即无细胞毒性。

[0027] 实施例3一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的成分及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）在75℃下，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为20:100的比例，将明胶溶于冰乙酸中，磁力搅拌4h。

[0028] （2）将甘氨酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得溶液中，磁力搅拌10h，最后采用超声机分散3h，其中，甘氨酸改性纳米羟基磷灰石质量百分比为30%，明胶的质量百分比为70%。

[0029] （3）采用真空干燥器对步骤（2）所得的纺丝液在600mm的汞柱的负压下脱泡15h。

[0030] （4）采用19号针头，设定正电压为18KV，负电压为-3.5KV，纺丝液的推注速度为0.15mm/min，针头与接收装置的距离为20cm，电源正极接针头处，负极接钢板。取步骤（3）所得的纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用京尼平进行交联。

[0031] 本实施例得到的无纺布形式的牙釉质再矿化贴膜，其纤维直径分布在600 750nm，~拉伸强度为5.8MPa，细胞毒性为0级，即无细胞毒性。

[0032] 图1是本实施例牙釉质脱矿后的表面显微形貌图，图2是本实施例得到的再矿化贴膜修复后牙釉质表面的显微形貌图；由图1、图2可以看出，牙釉质脱矿后表面呈现出鱼鳞状裂纹，经再矿化贴膜修复后，裂纹有一定程度的缩小，由此可见该再矿化贴膜对牙釉质修复有一定的效果。

[0033] 实施例4一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的成分及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）在75℃下，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为30:100的比例，将明胶溶于冰乙酸中，磁力搅拌4h。

[0034] （2）将谷氨酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得溶液中，磁力搅拌12h，最后采用超声机分散3h，其中，谷氨酸改性纳米羟基磷灰石质量百分比为40%，明胶的质量百分比为60%。

[0035] （3）采用真空干燥器对步骤（2）所得的纺丝液在700mm的汞柱的负压下脱泡20h。

[0036] （4）采用19号针头，设定正电压为20KV，负电压为-3.5KV，纺丝液的推注速度为0.2mm/min，针头与接收装置的距离为20cm，电源正极接针头处，负极接钢板。取步骤（3）所得的纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用TG酶进行交联。

[0037] 本实施例得到的无纺布形式的牙釉质再矿化贴膜，其纤维直径分布在550 750nm，~拉伸强度为5.0MPa，细胞毒性为0级，即无细胞毒性。

[0038] 实施例5一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的成分及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）在75℃下，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为40:100的比例，将明胶溶于冰乙酸中，磁力搅拌4h。

[0039] （2）将谷氨酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得溶液中，磁力搅拌12h，最后采用超声机分散3h，其中，谷氨酸改性纳米羟基磷灰石质量百分比为50%，明胶的质量百分比为50%。

[0040] （3）采用真空干燥器对步骤（2）所得的纺丝液在700mm的汞柱的负压下脱泡20h。

[0041] （4）采用19号针头，设定正电压为20KV，负电压为-3.5KV，纺丝液的推注速度为0.2mm/min，针头与接收装置的距离为20cm，电源正极接针头处，负极接钢板。取步骤（3）所得的纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用EDC/NHS进行交联。

[0042] 本实施例得到的无纺布形式的牙釉质再矿化贴膜，其纤维直径分布在500 700nm，~拉伸强度为5.0MPa，细胞毒性为0级，即无细胞毒性。

[0043] 实施例6一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的成分及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）在60℃下，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为50:100的比例，将明胶溶于冰乙酸中，磁力搅拌3h。

[0044] （2）将天冬氨酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得溶液中，磁力搅拌12h，最后采用超声机分散3h，其中，天冬氨酸改性纳米羟基磷灰石质量百分比为10%，明胶的质量百分比为90%。

[0045] （3）采用真空干燥器对步骤（2）所得的纺丝液在760mm的汞柱的负压下脱泡20h。

[0046] （4）采用20号针头，设定正电压为20KV，负电压为-3.5KV，纺丝液的推注速度为0.2mm/min，针头与接收装置的距离为25cm，电源正极接针头处，负极接钢板。取步骤（3）所得的纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用EDC/NHS进行交联。

[0047] 本实施例得到的无纺布形式的牙釉质再矿化贴膜，其纤维直径分布在400 600nm，~拉伸强度为5.3MPa，细胞毒性为0级，即无细胞毒性。

[0048] 实施例7一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的成分及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）在60℃下，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为40:100的比例，将明胶溶于冰乙酸中，磁力搅拌3h。

[0049] （2）将天冬氨酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得溶液中，磁力搅拌12h，最后采用超声机分散3h，其中，天冬氨酸改性纳米羟基磷灰石质量百分比为40%，明胶的质量百分比为60%。

[0050] （3）采用真空干燥器对步骤（2）所得的纺丝液在760mm的汞柱的负压下脱泡20h。

[0051] （4）采用20号针头，设定正电压为20KV，负电压为-3.5KV，纺丝液的推注速度为0.2mm/min，针头与接收装置的距离为25cm，电源正极接针头处，负极接钢板。取步骤（3）所得的纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用戊二醛进行交联。

[0052] 本实施例得到的无纺布形式的牙釉质再矿化贴膜，其纤维直径分布在400 600nm，~拉伸强度为5.3MPa，细胞毒性为0级，即无细胞毒性。

[0053] 实施例8一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜的成分及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）在60℃下，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为50:100的比例，将明胶溶于冰乙酸中，磁力搅拌3h。

[0054] （2）将丝氨酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得溶液中，磁力搅拌12h，最后采用超声机分散3h，其中，丝氨酸改性纳米羟基磷灰石质量百分比为85%，明胶的质量百分比为15%。

[0055] （3）采用真空干燥器对步骤（2）所得的纺丝液在760mm的汞柱的负压下脱泡20h。

[0056] （4）采用20号针头，设定正电压为20KV，负电压为-3.5KV，纺丝液的推注速度为0.2mm/min，针头与接收装置的距离为25cm，电源正极接针头处，负极接钢板。取步骤（3）所得的纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用EDC/NHS的乙醇溶液进行交联，其中EDC与NHS的质量比为9:1。

[0057] 本实施例得到的无纺布形式的牙釉质再矿化贴膜，其纤维直径分布在400 600nm，~拉伸强度为5.3MPa，细胞毒性为0级，即无细胞毒性。

[0058] 实施例9一种静电纺丝牙釉质再矿化贴膜及其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）在60℃下，按照明胶与冰乙酸的质量体积比g:mL为20:100的比例，将明胶溶于冰乙酸中，磁力搅拌3h。

[0059] （2）将丝氨酸改性纳米羟基磷灰石加入步骤（1）所得溶液中，磁力搅拌12h，最后采用超声机分散3h，其中，丝氨酸改性纳米羟基磷灰石质量百分比为40%，明胶的质量百分比为60%。

[0060] （3）采用真空干燥器对步骤（2）所得的纺丝液在760mm的汞柱的负压下脱泡20h。

[0061] （4）采用20号针头，设定正电压为20KV，负电压为-3.5KV，纺丝液的推注速度为0.2mm/min，针头与接收装置的距离为25cm，电源正极接针头处，负极接钢板；取步骤（3）所得的纺丝液进行静电纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维采用京尼平进行交联。

[0062] 本实施例得到的无纺布形式的牙釉质再矿化贴膜，其纤维直径分布在400 600nm，~拉伸强度为5.3MPa，细胞毒性为0级，即无细胞毒性。

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